DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA DE FORMAMIDA RESIDUAL EN POLÍMEROS.

Procedimiento para la reducción del contenido en formamida de preparados (Z),

que se obtienen a partir de monómeros de N-vinilformamida mediante polimerización, poniéndose en contacto una hidrolasa de clasificación de enzima E. C. 3.5.1.5. con (Z), reduciéndose el contenido en formamida a menos de 50 ppm.

Degradación enzimática de formamida residual en polímeros La presente invención se refiere a un procedimiento para la reducción de formamida en preparados polímeros, que están constituidos por monómeros de N-vinilformamida.

Estado de la técnica Disoluciones de polímeros y copolímeros de vinilformamida pueden contener formamida como impureza debido a su obtención. Las concentraciones de formamida se pueden situar típicamente en el intervalo de 500 a 20 000 ppm. Para una serie de campos de aplicación, a modo de ejemplo cosmética, es deseable reducir el contenido en formamida. Según campo de aplicación es deseable una reducción a valores de menos de 500 ppm a menos de 10 ppm. Simultáneamente es esencial que el método aplicado no modifique la estructura de polímero, en especial no se generarán grupos amino debido a la hidrólisis de las cadenas laterales de formamida.

Los intentos de reducir el contenido en formamida de disoluciones de polímero mediante métodos de desodorización físicos, como destilación, arrastre de vapor o arrastre de gas, no se han mostrado apropiados.

En la WO 00/09573 se describe la hidrólisis de formamida para dar formiato y amoniaco mediante tratamiento del polímero con ácido o base. No obstante, este tipo de procedimiento no conduce a resultados satisfactorios, ya que la hidrólisis es insignificante, o bien las unidades formamida del polímero se saponifican igualmente en una fracción significativa.

Los intentos de eliminar la formamida mediante oxidación o reducción tampoco dieron buen resultado, al igual que los intentos de transformar químicamente la misma con una serie de reactivos.

En todos estos casos no se consiguió una conversión de formamida, o se establecieron reacciones secundarias indeseables en el polímero, como por ejemplo descenso del peso molecular, reticulación o hidrólisis.

Son conocidas diferentes enzimas que pueden hidrolizar formamida:

ureasa de habas gigantes ("Jack bean urease") [EC 3.5.1.54] cataliza con actividad elevada la hidrólisis de urea, y con actividad claramente más reducida la hidrólisis de formamida para dar ácido fórmico y amoniaco (Dixon et al., Can. J. Biochem. 1980, 581335-1344; Fishbein, Biochem. Biophys. Acta 1997, 484, 433-442; Blakeley y Zerner, J. Mol. Cat. 1984, 23, 263-292) .

Greenwood et al (FEMS Microbiol. Lett. 1998, 160, 131-135) describen una ureasa de Methylophilus methylotrophus [EC 3.5.1.54], que puede hidrolizar formamida en disolución acuosa.

Clarke (Adv. Microbial Physiol. 1970, 4, 179-222) investigó la especificidad de substrato de amidasas alifáticas de Pseudomonas aeruginosa. En este caso se investigaron en un ensayo de actividad diversas amidas alifáticas, como por ejemplo formamida, acetamida.

Wyborn et al. (Eur. J. Biochem. 1996, 240, 314-322; Microbiology 1994, 140, 191-195) investigaron una formamidasa de Methylophilus methylotrophus. En la purificación del enzima y en la expresión heteróloga se llevó a cabo un ensayo de actividad para la hidrólisis de formamida.

Cornelius et al. (J. General Microbiol., 1981, 125, 367-374) describen dos amidasas de Alcaligenes eutrophus. La especificidad de substrato respecto a formamida y otras amidas alifáticas se investigó en un ensayo de actividad.

Planteamiento del problema Era tarea de la invención la reducción del contenido en formamida en preparados polímeros acuosos bajo condiciones suaves, de modo que no se ataque en este caso la estructura del polímero.

Descripción de la invención La invención se refiere a un procedimiento para la reducción del contenido en formamida de preparados (Z) , que se obtienen a partir de monómeros de N-vinilformamida mediante polimerización, poniéndose en contacto una hidrolasa de la clasificación de enzimas E.C.3.5.1.5 con (Z) , reduciéndose el contenido en formamida a menos de 50 ppm.

Entre las ureasas es especialmente apropiada la ureasa de habas gigantes (ing, jack beans) , así como una ureasa de Lactobacillus, en especial Lactobacillus.

Una formamidasa especialmente apropiada es la formamidasa de Methylophylus methylotrophus, descrita inicialmente por Wyborn et al.

Los enzimas se pueden emplear purificados en diversos grados de pureza en el procedimiento según la invención, o bien se pueden emplear también como extracto relativamente impurificado, a modo de ejemplo como harina de habas (jack bean meal; adquirible comercialmente) . El enzima se emplea preferentemente como producto sólido.

Los enzimas se pueden emplear en forma pura o como mezclas ("cocktail") de varios enzimas diferentes.

Según puesta en práctica del procedimiento, el enzima se puede poner en contacto con (Z) en forma disuelta, o bien el enzima se aplica sobre un soporte habitual, y se pone en contacto con (Z) en forma inmovilizada.

La cantidad de hidrolasa empleada en el procedimiento según la invención depende del grado de pureza de la preparación enzimática. Cantidades de enzima típicas para el procedimiento según la invención son 10 a 10000 unidades, preferentemente 100 a 1000 unidades por g de producto sólido polímero. Se denomina 1 unidad aquella cantidad de enzima que hidroliza 1 μmol de urea por minuto a pH = 7, 5 y 25º C. Estas cantidades de enzima son solo valores indicativos aproximados, de los que se puede diferir también en sentido descendente y ascendente, en especial si se varían las condiciones de reacción, como temperatura y tiempo de incubación. La cantidad de hidrolasa óptima para una determinada reacción según la invención se puede determinar fácilmente mediante ensayos en serie rutinarios.

El procedimiento según la invención es aplicable a todos los polímeros que contienen N-vinilformamida incorporada por polimerización. En este caso entran en consideración tanto homo-, como también copolímeros de Nvinilformamida, así como copolímeros de injerto de las mismas. Como posibles comonómeros para N-vinilformamida son apropiadas, a modo de ejemplo, otras amidas de ácido N-vinilcarboxílico, como N-vinil-N-metilformamida, Nvinilacetamida, N-vinil-N-metilacetamida, N-vinil-N-etilformamida, N-vinil-N-n-propilformamida, N-vinil-Nisopropilformamida, N-vinil-N-isobutilformamida, N-vinil-N-metilpropionamida, N-vinil-N-butilacetamida y N-vinil-Nmetilpropionamida.

Como comonómeros para N-vinilformamida entran en consideración además ácidos carboxílicos con insaturación monoetilénica con 3 a 8 átomos de carbono, así como las sales hidrosolubles de estos monómeros. A este grupo pertenecen, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido dimetilacrílico, ácido etacrílico, ácido maleico, ácido citracónico, ácido metilenmalónico, ácido alilacético, ácido vinilacético, ácido crotónico, ácido fumárico, ácido mesacónico y ácido itacónico. De este grupo de monómeros se emplea preferentemente ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, o también mezclas de los citados ácidos carboxílicos, en especial mezclas de ácido acrílico y ácido metacrílico. Los ácidos carboxílicos insaturados se pueden polimerizar tanto en forma libre, como también parcial o completamente neutralizados con bases, por ejemplo con hidróxido sódico, hidróxido potásico, hidróxido de calcio o amoniaco.

Otros comonómeros apropiados son, a modo de ejemplo, ésteres, amidas y nitrilos de los ácidos carboxílicos indicados. Los acrilatos y metacrilatos se derivan preferentemente de alcoholes saturados, monovalentes, con 1 a 4 átomos de carbono, o bien alcoholes saturados divalentes, que contienen 2 a 4 átomos de carbono.

Son ejemplos de éstos ésteres acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de n-propilo, metacrilato de n-propilo, acrilato de isopropilo, metacrilato de isopropilo, y los ésteres de ácido acrílico y ácido metacrílico, que se derivan de butanoles isómeros, así como acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxipropilo, acrilato de hidroxibutilo, acrilato de hidroxiisobutilo y metacrilato de hidroxiisobutilo.

También se deben citar acrilamida, metacrilamida, N, N-dimetilacrilamida, N-terc-butilacrilamida, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, acrilato de dimetilaminoetilo, metacrilato de dimetilaminoetilo, acrilato de dietilaminoetilo, metacrilato de dietilaminoetilo, así como las sales de los monómeros citados en último lugar con... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la reducción del contenido en formamida de preparados (Z) , que se obtienen a partir de monómeros de N-vinilformamida mediante polimerización, poniéndose en contacto una hidrolasa de clasificación de enzima E. C. 3.5.1.5. con (Z) , reduciéndose el contenido en formamida a menos de 50 ppm.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se ponen en contacto (Z) e hidrolasa a un valor de pH entre 3-10.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se ponen en contacto (Z) e hidrolasa a una temperatura entre 5 y 100º C.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque (Z) se presenta como disolución acuosa.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque (Z) es un homopolímero de N-vinilformamida.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento se lleva a cabo continuamente.